Ders_10 - İstanbul Üniversitesi Astronomi ve Uzay Bilimleri Bölümü

Transkript

ASTRONOTİK DERS NOTLARI 2014
ASTRONOMİK AMAÇLI UYDULAR
Astronomik amaçlı uyduları genel olarak iki sınıfta toplayabiliriz.
a) Yer yörüngeli astronomi uyduları
b) Gezegenler arası uydular
Yer yörüngeli Astronomi Uyduları
Bu tür uydular inceledikleri eletromanyetik spektrumun farklı bölgelerinin adıyla
anılırlar. Sınıflanırsa;
1.
2.
3.
4.
5.
6.
X ışın uyduları
Gamma ışın uyduları
Mor ötesi uyduları
Görsel bölge uyduları
Radyo bölgesi uyduları
Güneş gözlemi yapan uydular
X Işın Uyduları
0.1keV(10nm) ile 100keV(0.01nm) enerjiye sahip fotonlar X ışın bölgesinde ışınım
yaparlar. X ışın bölgesi kısaca elektromanyetik spektrumun 1Ao ile 100Ao bölgesidir. X
ışınları kendi aralarında iki ayrılırlar. Birincisi sert(hard) x ışınlarıdır (foton enerjisi yaklaşık
80.6keV). Genelde çift yıldızların 10 milyon derecedeki accretion diskleri tarafından üretilir.
İkincisi ise 8.06keV (10A) ile 0.806keV(100A) bölgesi arasındaki yumuşak(soft) x ışınlarıdır.
Ortalama olarak bir milyon derecedeki gök cisimleri tarafından üretilir. X ışınları sıcak
cisimlerin termal ışımasıdır. Birde kozmik X ışınları vardır. Ancak kozmik x ışınları (gamma
bölgesine yakın) çok yüksek sıcaklıktaki plazmanın termal olmayan ışımasıdır.
X ışın gözlemlerinin yeryüzünden yapılması mümkün değildir. Yer atmosferi x
ışınlarının geçişine izin vermez. Bu nedenle x-ışın gözlemleri önceleri balonlarla ve yüksek
irtifa roketleri ile daha sonraları yer yörüngeli uydular ile yapıldı.
1938 yılında Güneş koronasının x ışınları ürettiği ileri sürüldü.1949 yılında V2
roketleri ile güneşin yayınladığı x-ışınları ABD’nin Naval Research Laboratory(NRL)
tarafından tespit edildi. 1958 yılında bir güneş tutulması sırasında roket gözlemleri ile güneşin
x-ışını yayan tabakası tespit edilmeye çalışıldı. 1962 yılında ise ilk x-ışın kaynağı Sco X-1
roket uçuşları ile tespit edildi. 1963 yılında Crab Nebulasının güçlü bir x-ışın kaynağı olduğu
tespit edildi. 1966 yılında Samanyolu dışındaki ilk x-ışın kaynağı M87 yine roket gözlemleri
ile tespit edildi. 1969 yılında Crab Nebulasında pulsasyon yapan x-ışın kaynakları tespit
edildi. Bu tespit Vela-5 uydusunun uzun poz süreli x-ışın tarayıcıları ile uzayın taranması
sırasında oldu. 1970 yılında Uhuru uydusu bütün gökyüzünü x-ışınlarında tarayarak uzayın xışın haritasını çıkardı. 1978 yılında HEAO-2 (Einstein) taşıdığı x-ışın teleskopu ile birçok xışın kaynağı tespit etti. Bu tarih x-ışın astronomisinin başlangıcı olarak kabul edilebilir. 1983
yılında Avrupa EXOSAT, Japonya ise TENMA adlı ilk x-ışın uydularını fırlattılar. 1987
yılında Japonya GINGA, Sovyetler Birliği Kvant uydularını fırlattı. Bu iki uydu 1987A
süpernova patlamasını (Büyük Macellan Bulutunda) tespit ettiler. Aşağıda x-ışınları ile
yapılan çalışmalar tablo halinde gösterilmiştir.
İstanbul Üniversitesi, Fen Fakültesi, Astronomi ve Uzay Bilimleri Bölümü
Yrd. Doç. Dr. Hulusi GÜLSEÇEN
Uydu Adı
Fırl.Tarihi
Fırl.Aracı
Enberi Enöte Eğim
Km
km
°
339
129
162
205
Not
.
OSO-C
OSO-3
Cosmos 208
Cosmos 215
ESRO-2B
25 Agu.1965
8 Mar.1976
21.Mar.1968
19.Nis.1968
17.May.1968
Delta
Delta
A1/2
B-1
Scout
-
39.2
65.0
48.5
97.2
Fırlatma Hatası
Güneşe ait deneyler
Askeri amaçlı
optik, UV ne x-ışın deney.
Avrupa Misyonu
Cosmos 262
Vela 5A
Vela 5B
OSO-6
Vela 6A
26.Ara.1968
23.may.1969
23.may.1969
9.Agu.1969
8.nis.1970
B-1
163 508
Titan 3C
94052 128529
Titan 3C 89999 133011
LTTA-Delta 324 328
Titan 3C 106367 116056
48.5
56.4
56.2
33.0
54.9
Askeri amaçlı
Vela9 ile Ask. Ortak fırl.
Vela10 ile Ask. Ortak
Vela11 ile ask. Ort. Fırl.
Vela 6B
SAS-1
Cosmos 428
OSO-7
TS-1A
8.nis.1970
12.ara.1970
24.haz.1971
29.eyl.1971
12.mar.1972
Titan 3C 105560 117188
Scout
324 350
A-2
128 160
LTTA-Delta 201 355
Delta
531 539
54.8
3.0
51.7
33.1
97.5
Vela12 ile ask. Ort. Fırl.
Uhuru uydu. uzay tarayıcı
Askeri uydu
x-ışın dedekt. Çalışmadı
OAO-3
Skylab-3
ANS
Ariel 5
Salyut 4
21.agu.1972
28.haz.1973
30.agu.1974
15.eki.1974
26.ara.1974
Atlas Centaur
Saturn 1B
Scout
Scout
D-1
729
157
256
513
337
739
237
1098
557
350
35.0
50.0
98.0
2.9
51.6
UV görsel uydusu, x-ışını
S150 deneyi, S-IVB roketi
Hollanda’nın ilk uydusu
İngiltere, ABD ortak x-i uy.
Uzay istasyonu, Filin, RT4
Arabhata
SAS-3
OSO-8
HEAO-1
HEAO-2
19.nis.1975
7.may.1975
21.haz.1975
12.agu.1977
13.kas.1978
C-1
Scout
Delta
Atlas Centaur
Atlas Centaur
530
506
467
424
355
536
513
475
444
364
83.0
3.0
32.9
22.7
23.5
Hindistan/SSCB. Başarısız
Explorer-53 uydusu
Tüm uzay taraması
Einstein Observatory
Corsa-B
Ariel 6
Astro-B
EXOSAT
Spartan 1
21.şub.1979
2.haz.1979
20.şub.1983
26.may.1983
17.haz.1985
Mu-3C
Scout
Mu-3S
Delta
Uzay Mekiği
473 494 29.9
562 600 55.0
488 503 31.5
356 191581 72.5
356 352 28.4
Hakucho uydusu (Japon)
Kozmik ışın/x-ışın uydusu
Tenma uydusu (Japon)
ESA observatory
Discovery STS-5IG
SL-2 XRT
Astron 1
Astro-C
Kvant
Granat
ROSAT
29.haz.1985
23.mar.1983
5.şub.1987
31.mar.1987
Ara.1989
Haz.1989
Uzay Mekiği 311 319 49.5
D1e
2000 200000 51.5
Mu-3S
510 673 31.1
D-1
344 363 51.6
Challenger, Spacelab-2 de
SKR-02M deneyleri
Ginga uydusu
Mir Uzay İstasyon.atıldı
SSCB/Fransa
Alm./ABD/Ing.
345
190
265
667
Uydularla Güneş Sisteminin dışındaki x-ışın araştırmaları
Gamma Işın Uyduları
Gamma ışınları elektomanyetik spekturumun en kısa dalgaboyu kısmındadır ve
10-11m’den kısa dalgaboylu ışınlar gamma ışınları olarak adlandırılırlar. Foton enerjileri
0.8Mev’dan büyüktürler ve yaklaşık olarak 100 milyon dereceden daha büyük sıcaklıklarda
oluşurlar. Galaksilerdeki sıcak gaz ve kozmik ışınların yıldızlararası madde ile etkileşmesi
sunucu ortaya çıkarlar. Gamma bölgesinde yapılan çalışmalar gezegenlerin oluşumu ve
evrenin yapısı hakkında detaylı bilgi verir. Aşağıda Gamma-ışınları ile yapılan çalışmalar
tablo halinde gösterilmiştir.
Uydu Adı
Fırl.Tarihi
Fırl.Aracı
Enberi Enöte Eğim
Km
km
°
Not
.
Explorer 11
OSO-3
OGO-5
Cosmos 208
Cosmos 264
27.nis.1961
8.mar.1967
4.mar.1968
21.mar.1968
23.oca.1969
Juno II
485 1616 28.8
Delta
339 345 32.9
Atlas/AgeneD 232 142228 31.1
A1/2
129 190 65.0
A1/2
136 205 70.5
12.haz.1961 e kadar çalıştı
TD-1A
SAS-2
Cosmos 561
Cosmos 731
COS-B
12.mar.1972
15.kas.1972
25.may.1973
21.may.1975
9.agu.1975
Delta
Scout
A2
A2
Delta 2913
531 539
443 632
206 295
203 296
342 99873
97.5
1.2
65.4
65.0
90.1
MIMOSA deneyi
Explorer 48 uydusu
Askeri, gamma ışını araşt.
Askeri, gamma ışını araşt.
ESA’nın uzay tarayıcısı
Cosmos 856
Cosmos 914
Cosmos 1106
HEAO-3
22.eyl.1976
21.may.1977
12.haz.1979
20.eyl.1979
A2
A2
A2
Atlas/Centaur
212
210
214
424
65.0
65.0
81.4
43.6
Askeri uydu
Askeri uydu
366
327
235
457
Askeri, 2.nis.1966 geri dön.
Askeri,5.şub.1969 geri dön.
Kosmik ışın, gamma ışını
Uydular ile yapılan Güneş Sistemi dışındaki gamma kaynaklarının araştırılması
1963 yılında ABD ve Sovyetler Birliği olası bir nükleer savaş için hazırlıklarını
hızlandırdılar. Bir çok nükleer deneme okyanuslarda, yer atmosferinde, karada ve uzayda
yapılıyordu. Bu deneyler sırasında kısa süreli gamma ışınları ortaya çıkıyordu. Bu patlamaları
tespit etmek amacıyla her iki ülke de bazı projeler geliştirdiler. Projelerin amacı kısa sürede
olan gamma patlamalarını, yerini ve şiddetini ölçmekti. ABD, Vela Hotel adlı bir proje
başlattı ve 1959 ile 1962 yılları arasında bir çok uydu fırlatması gerçekleştirdi. Bu çalışmalar
askeri amaçlı da olsa, astronomiye büyük katkıları olmuştur. Uzay taramaları sırasında
peryodu 10-1000 milisaniye olan bir çok gamma ışın patlaması keşfetmişlerdir. Ayrıca
peryodu birkaç on milisaniye ile birkaç yüz saniye arasında olan gamma patlamalarını da
belirlemişlerdir. Birçok patlamanın spektral özelliklerine bakıldığında yüksek enerjili
olanların emisyon çizgili, daha düşük olanların ise absorbsiyon çizgileri verdiği belirlenmiştir.
Bu şekilde uzayda çok fazla gamma patlaması tespit edilmiştir ancak hala bu patlamaların
menşei hakkında tatmin edici bir açıklama yapılamamıştır. Aşağıda bu tür gamma ışın
patlamalarını tespit etmek amacıyla uzaydan yapılan deneylerin listesi gösterilmiştir.
Uydu Adı
Fırl.Tarihi
Fırl.Aracı
Enberi Enöte Eğim
Km
km
°
.
OGO-3
Explorer 34
Vela 5A
Vela 5B
Explorer 41
6.Haz.1966
24.May.1967
23.May.1969
23.May.1969
21.Haz.1969
Atlas/AgenaB 274
Delta
154
Titan 3C
94052
Titan 3C
89999
TIAD
210
Vela 6A
Vela 6B
OSO-7
Cosmos 461
Apollo 16
Prognoz 2
Helios 2
Gamma D2B
HEAO-1
Prognoz 6
Pioneer
ISEE-3
Venera 11
Venera 12
Prognoz 7
8.Nis.1970
8.Nis.1970
29.Eyl.1971
2.Ara.1971
16.Nis.1972
29.Haz.1972
15.Oca.1976
17.Haz.1977
12.Agu.1977
22.Eyl.1977
20.May.1978
12.Agu.1978
9.Eyl.1978
14.Eyl.1978
30.Eki.1978
Titan 3C 106367 116056 54.9 Vela 11, Askeri
Titan 3C 105560 117188 54.8 Vela 12, Askeri
LTTA-Delta 201 355
33.1
C1
303 318
69.2 Askeri uydu
Saturn 5
İnsanlı Ay yolculuğu
A2e
550 200000
65.0 Fransız/SSCB
Titan/Centaur Güneş yörüngeli
Alman/ABD yapımı
C1
Atlas/Centaur 424 444 22.7 Sert x-ışını, gamma ışını
A2e
488 197867 65.0 Fr./SSCB
Atlas Centaur Venüs Yörüngeli GRB dedektörlü
Delta
Giacobinni-Zinner kuyr. Yıldıza gönderildi.
D1e
Venüs yörüngeli
D1e
Venüs yörüngeli
A2e
483 202465 64.9 Fr./SSCB yapımı
Solar Mazimum Mission
dedektörlü
Venera 13
30.Eki.1981
Venera 14
4.Kas.1981
Prognoz 9
1.Haz.1983
14.Şub.1980 Delta
D1e
D1e
A2e
121936
131187
128529
133011
132885
Not
67.1
56.4
56.2
83.4
537
Venüs yörüngeli
Venüs yörüngeli
380 720000 65.5
IMP-6
Vela 9, Askeri
Vela 10, Askeri
IMP-7
285
28.5
GRB
Fr./SSCB yapımı
Mor ötesi (Ultraviolet) Bölge Uyduları
Elektromanyetik spekturumun mor ötesi bölgesi 100A ile 2000A lük kısmı
içermektedir. Kendi içinde üç kısma ayrılır. Birincisi x-ışını bölgesi en yakın olan x-ışınlı
ultraviolet bölge (XUV), ikincisi Extreme Ultraviolet Bölge(EUV) ve üçüncüsü ile Far
Ultraviolet Bölge(FUV)dir. Mor ötesi çalışmalar sıcak yıldızların ve yeni oluşmakta olan
yıldızların yapılarının anlaşılması için son derece önemlidir. Genel olarak yıldızların 10000
ile 100000K sıcaklığındaki bölgeleri, disk sistemine sahip yıldızlar, süpernova artıkları mor
ötesi bölgede ışınım yaparlar. Yer atmosferi mor ötesi ışınımın yeryüzüne ulaşılmasını
engellediğinden gözlemler yüksek dağlara kurulan gözlemevlerinden, balonlardan veya kısa
süreli uçuş yapan roketlerden yapılır. 1930 yıllarının sonlarına kadar balon gözlemleri
yapılmıştır. 1946 yılında ise V2 roketleriyle gözlemler yapılmaya başlanmıştır. 1964 yılında
ise atmosfer dışından uydular ile gözlemler yapılmıştır. Aşağıdaki listede mor ötesi
çalışmalara ait bilgiler gösterilmiştir.
Uydu Adı
Fırl.Tarihi
Fırl.Aracı
Enberi Enöte Eğim
Km
km
°
344
1073
800
265
770
48.8
89.8
35.0
48.5
35.0
Not
.
Cosmos 51
1964-83C
OAO-1
Cormos 215
OAO-2
10.Ara.1964
12.Ara.1964
8.Nis.1966
19.Nis.1968
7.Ara.1968
B1
164
Thor-Able Star1014
Atlas-AgenaD 790
B1
162
Atlas-Centaur 761
UV’de uzay taraması
Askeri, UV fotometre
Hatalı yörünge, veri yok
UV, x ışını, optik deneyl.
UV gözlemevi
Cosmos 262
OAO-B
Orion 1
TD-1A
OAO-3
26.Ara.1968
30.Ara.1970
19.Nis.1971
12.Mar.1972
21.Agu.1972
B-1
163 508 48.5 Askeri, 18.Tem.1969 geri dö.
Atlas-Centaur fırlatma hatası oldu, devre dışı
D1
124 130 51.5 Salyut 1’e götürüldü
Delta
531 539 97.5 Avrupa Misyonu, uzay tara.
Atlas-Centaur 729 739 35.0 Copernicus uydusu
Apollo 16
Skylab
Orion 2
ANS
D2B-AURA
16.Nis.1972
14.May.1973
18.Ara.1973
30.Agu.1974
27.Ara.1975
Saturn 5 İnsanlı Ay ucuşu, Ay yüzeyine UV kamera bırakıldı
Saturn 5
422 442 50.0 Uzay istasyonu, 3 UV dene.
A2
222 254 51.6 Soyuz 13 e götürüldü
Scout
256 1098 98.0 ilk Hollanda uydusu
Diamant B
411 499 37.2 Fransız uydusu
Prognoz 6
IUE
Astron 1
Spacelab 1
Kvant
22.Eyl.1977
26.Oca.1978
23.Mar.1983
28.Kas.1983
31.Mar.1987
A2e
488 197867 65.0
Delta
26221 45336 28.4
D1e
2000 200000 51.5
Uzay Mekiği 242 254 57.0
D-1
344 363 51.6
Galaktik UV spektrofotom.
UV gözlemevi
UV gözlemevi
Fırlatıcı: Space Shuttle
Mir Uzay İstasyonunda
Kırmızı Öresi ve Milimetre Dalgaboyunda Gözlem Yapan Uydular
Kırmızı ötesi(infrared) bölge görsel (optik) bölgenin bittiği yerden başlar ve radyo
dalgaboyuna kadar uzanır. Dalgaboyu cinsinden ifade edilirse 0.8µm (8x10-7m) den 1mm’ye
kadar olan bölgedir. Genellikle 1000K ile 10K arasındaki sıcaklıklara sahip gök cisimleri
tarafından üretilir. Yıldızlar arası toz, asteroid ve kuyruklu yıldızlar ve soğuk yıldızlar arası
toz tarafından üretilir. Bu tür gök cisimleri akı yoğunlukları az olan cisimler oldukları için
belirlenmeleri zordur. Bu bölgede çalışan uydular özellikle kuyruklu yıldızları inceleyerek,
Güneş sisteminin orijini hakkında bilgi toplarlar. Bu uydularda ölçüm yapacak aletlerin ısı
etkileşmesinden korumak için sıvı helyum gazı kullanılır. Bu nedenle görev süreleri kısadır.
Aşağıda kırmızı ötesi gözlem yapan uyduların listesi verilmiştir.
Uydu Adı
Fırl.Tarihi
Salyut 4
26.Ara.1974
Salyut 6
29.Eyl.1977
IRAS
26.Oca.1983
Prognoz 9
1.Haz.1983
SL-2 IRT 29.Haz.1985
Fırl.Aracı
D-1
D-1
Delta3910
A-2e
Uzay Mekiği
Enberi Enöte Eğim
Km
km
°
337 350 51.6
380 390 51.6
896 913 99
380 720000 65.5
311 319 49.5
Not
IR teleskop(1-7mikron)
Sub-mm teleskop
USA/Hollanda/İng.
RELIKT-1 deneyi
Challenger, STS-51F
.
Radyo Bölgesi Uyduları
Radyo bölgesi elektromanyetik spektrumun 1mm(300000MHz) ile 100km(3kHz)
arasındaki bölgeyi kapsamaktadır. 10K sıcaklığın altındaki cisimler tarafından üretilir. Ayrıca
termik olmayan ışınımın oluştuğu bölgedir. Radyo gözlemleri ile yıldızlar arası ortam veya
galaksilerin spiral kolları belirlenebilir. Radyo gözlemleri yeryüzünden yapılabilir ancak bazı
dalga boyları için atmosferdeki su buharı, ozon tabakası engel teşkil eder. Bundan dolayı
radyo teleskop taşıyan bazı uydular yer yörüngesine yerleştirilmiştir. Bu uydular genelde
yeryüzündeki radyo teleskoplarla ortak çalışarak interferometre sistemi oluştururlar. Uzaydan
çok uzun dalga boylarında gözlem yaparak uzayın radyo bölgedeki arka fon ışınının tespiti
1960 yılında başlamıştır. Özellikle gezegenler arası araştırma yapan uydularda radyo gözlemi
yapan cihazlar bulunmaktadır. Aşağıda radyo gözlemi yapan bazı uyduların listesi
bulunmaktadır.
Uydu Adı
RAE-1
Explorer 43
RAE-2
Salyut-6
Fırl.Tarihi
4.Haz.1968
13.Mar.1971
10.Haz.1973
28.Haz.1979
Fırl.Aracı
Enberi Enöte Eğim
Km
km
°
Not
TAID
5829 5864 120.9 Explorer 38
Thor-Delta 146 122146 28.7 Radyo astronomi uydusu
Delta Ay yörüngeli 100km dairesel, eğim 59 (Explorer43)
A-2
395 405 51.6
.
Görsel Bölge Uyduları
Güneş Gözlemi Yapan Uydular
.

Ders_10 - İstanbul Üniversitesi Astronomi ve Uzay Bilimleri Bölümü

Transkript

Benzer belgeler

Uzay Bilimleri ve Teknolojileri Araştırma Grubu

Kartondan Uzay Gemisi Yapımı – Resimli Anlatım Evde tuvalet